1 引言
PowerMILL是世界上著名的功能强大、加工策略丰富的数控加工编程软件系统，同时也是CAM软件技术最具代表性的、增长率最快的加工软件。采用全新的中文Windows用户界面，提供完善的加工策略。帮助用户产生最佳的加工方案，从而提高加工效率，减少手工修整，快速产生粗、精加工路径，并且任何方案的修改和重新计算几乎在瞬间完成，缩短85010的刀具路径计算时间，对2～5轴的数控加工包括刀柄、刀夹进行完整的干涉检查与排除。具有加工实体仿真功能，方便用户在加工前了解整个加工过程及加工结果，节省加工时间。随着高速加工技术研究的不断深入，数控高速铣削加工得到了较大的发展，其广泛地应用于模具制造行业之中。尤其在高速加工中心和快走丝等现代高精度加工技术中的运用尤为广泛，取得了在同行业软件中的良好信誉，PowerMILL简单易学，最为重要的是它有永不过切这样一个最大的好处。
PowerMILL是英国Delcam公司开发的专业化高速铣削加工软件。其智能化过切保护、刀具过载保护、丰富的高速加工细节处理、刀杆与刀柄碰撞检查、优化的计算方法等优点，成就了其作为基于知识的数控编程软件行业中的领先地位；其专业化及独有的高速加工策略成为高速铣削数控编程的首选。
2 PowerMILL加工策略的选择
PowerMILL的加工策略中有好多种类型可供编程人员选择，适合2～5轴的加工，尤其该软件精加工策略的使用非常方便。主要包括4部分内容：粗加工策略、半精加工策略、精加工策略、清根及清角加工策略。具体介绍如下：
2.1 粗加工策略
粗加工的主要目的是追求单位时间内的材料去除率，并为后续的半精加工做准备。PowerMILL的粗加工采用区域清除方式，其下切或行间过渡部分应该采用斜式下刀或圆弧下刀，并且尽量采取顺铣的加工方式，刀具路径的尖角处要采用圆角的光顺处理，这样才可能保持刀具负荷的稳定，减少任何切削方向的突然变化，从而符合高速加工的需求。同时在PowerMILL的粗加工中应采用以下加工策略：①尽量使用偏置加工策略而不是使用传统的平行加工策略。在可能的情况下，都应从工件的中心开始向外加工，以尽量减少全刀宽切削；②赛车线加工(Race Line Machining)是Delcam推出的高速加工方式的专利，它模拟了赛车的原理，最大化地消除了刀具路径中的尖锐拐角，刀具保持了恒定刀具负荷和排屑率，使得刀具负荷更加稳定，改善加工质量；③摆线粗加工是Delcam推出的另外一种高速加工方式。在刀具过载的区域，采用摆线加工，可显著提高加工效率，延长刀具寿命，减少对机床的冲击。
2.2 半精加工策略
半精加工的主要目标是使工件轮廓形状平整，表面精加工余量均匀。PowerMILL工是基于知识的专业加工软件，它的残留粗加工能自动识别上一道工序的残留区域和拐角区域，自动判别在上一道工序留有的台阶的层间进行切削，系统智能地优化刀具路径，使用户能够获得空走刀最少的优化的刀具路径。
2.3 精加工策略
精加工的主要目标是获得几何尺寸、形状精度及表面质量的工件。PowerMILL的精加工的连接处应尽量采用圆弧或螺旋等方式切人切出工件，要尽量减少抬刀次数和减少刀具路径频繁方向的变化。同时PowerMILL的精加工应尽量采用以下加工策略：①优化平行加工，在刀具路径的尖角处采用圆角的光顺处理，可显著提高加工效率，延长刀具的寿命，减少对机床的冲击；②螺旋3轴偏置加工，避免了平行加工策略和偏置加工策略中出现的频繁方向的突然改变，从而提高加工速度，减少刀具磨损；③最佳等高加工，PowerMILL系统会自动利用区域分析算法对陡峭和平坦区域分别处理，计算适合等高及适合使用类似3轴偏置的区域，并且同时可以使用螺旋方式，在很少抬刀的情况下生成优化的刀具路径，获得更好的表面质量；④等粗糙度值等高加工，按照残留量，自动计算等高刀具路径的下切步距，可显著提高加工效率和曲面加工质量。
2.4 清根、清角加工策略
PowerMILL的清根方法有笔式、缝合、沿着、自动、残余量清根等，可达到十多种，安全性好，考虑周到。这种加工主要是为了加工件的外形美观，光洁度好，并且在加工中能节约大量的时间。
3 实例应用
3.1 模型的载入
PowerMILL能够自身或借助于PS-Exchange（图形格式转换）读人多达14种以上的常见数控软件的图形文件，打开“文件一输入”模型或者直接利用PowerSHAPE模型界面进入PowerMILL。
3.2 各种参数的设定
(1)毛坯大小的设定。
在PowerMILL中，毛坯扩展值的设定很重要。如果该值设得过大将增大程序的计算量，大大增加编程的时间，如果设得过小，程序将以毛坯的大小为极限进行计算，这样很有可能使部分型面加工不到位，所以，毛坯扩展的设定一般要稍大于加工刀具的半径，同时还要考虑它的加工余量。
(2)坐标系位置的设定。
建立加工坐标系有以下原则：一般情况下应与工作坐标系一致；坐标原点要定在有利于测量和快速准确对刀的位置；根据机床坐标系和零件在机床上的位置确定加工坐标轴的方向。根据以上原则，通过PowerMILL用户坐标系功能将工作坐标系与加工坐标系重合，坐标原点定在工件X-Y平面的分中处，Z方向可根据情况设置在工件的最高处或最低处。
(3)进给率大小的设定。
进给率的设定较为方便，可根据加工情况而定，一般根据加工的经验和使用的刀具类型来确定，不能一概而论。
(4)快进安全高度的设定。
快进高度包括两项：安全高度和开始高度。安全高度的设置，一般按PowerMILL安全高度重设自动生成。相对高度设置为掠过。
(5)开始点与结束点的设定。
选择“按毛坯中心安全高度”设置开始点及结束点，一般按默认值就可以。
(6)切入切出和连接方式的设定。
高速加工时切入切出采用圆弧或螺旋等方式连接，也可以不设定切入切出方式，根据系统默认来确定。
(7)刀具大小的设定和选用。
刀具的设定可根据加工情况进行，在设定刀具时，最好将刀具名称设为与刀具大小相同，这样的命名方式有利于编程时对刀具的选用和检查。本例选取了4把刀(D10、D6R2、D4R2、D4)。
3.3 加工策略的确定
根据加工要求，本例采用粗加工→半精加工→精加工→清角加工的加工顺序。
(1)粗加工策略。
粗加工选用偏置区域清除加工方式，将毛坯的大部分余量去除掉，然后再进行半精加工。
(2)半精加工策略。
半精加工采用偏置区域清除的残留加工方式，选用φ6R3mm的圆刀，将粗加工余量均匀化，以便进行精加工操作。
(3)精加工。
在精加工中，除非模具型面高度变化比较大，否则最好选择平行加工。因为平行加工不但计算速度快，而且刀具路径光顺，加工出的模具型面质量好。但平行方式会在局部型面产生步距不均的现象。对模具型面高度变化比较大的，加工策略选用最佳等高、三维偏置等策略。
(4)清角、清根加工。
清角加工也称为局部精加工。清角加工采用多次加工或系列刀具从大到小的加工策略。
(5)检查工件，编辑程序。
例如：下面为二次开粗用的一段程序：
4 结束语
PowerMILL是Delcam开发的一个独立运行的高速CAM系统，它可由输入的模型快速产生无过切的刀具路径。通过以上实例，较为详细地说明了PowerMILL在高速铣削加工中的应用。PowerMILL系统操作过程完全符合数控加工的工程概念。实体模型全自动处理，实现了粗、精、清根加工编程的自动化，编程操作的难易程度与零件的复杂程度无关，CAM操作人员只要具备加工工艺知识，只需2～3天的专业技术培训，可对非常复杂的模具进行数控编程。
(审核编辑: Doris)
